https://frosthead.com

Evolusjon i verdens dypeste elv

Ned Gardiner, en forsker som spesialiserer seg på å kartlegge økosystemer, fikler med et instrument som flyter over siden av trepirogen vår når båten kommer ut fra en virvel i hovedstrømmen av Kongo-elven. Overgangen fra det stille vann til den turbulente strømmen svinger baugen nedstrøms og banker nesten Gardiner ned i vannet. "Falt nesten i drinken, ikke sant?" sier han med en latter, selv om han vet at en svømmetur her kan være farlig, til og med livsfarlig. Kongo renner med 1, 25 millioner kubikkfot vann per sekund, nok til å fylle 13 svømmebassenger i olympisk størrelse hvert sekund. Gardiner, som jobber for National Climatic Data Center, i Asheville, North Carolina, er her fordi han tror Nedre Kongo kan inneholde det dypeste punktet i en elv i verden.

Vi befinner oss i Sentral-Afrika, 90 mil vest for den demokratiske republikken Kongos hovedstad Kinshasa, og omtrent 100 mil øst for der elven drenerer ut i Atlanterhavet, og avslutter sin 3000 kilometer lange løp over ekvatorial Afrika. En serie gressrike åser kalt Crystal Mountains stiger subtilt bak oss. Gardiner og John Shelton, en hydrolog fra United States Geologic Survey, planlegger hvordan vann beveger seg i en så massiv strøm. For å gjøre dette hadde de med seg et instrument som flyter langs en båt i et oransje plastfartøy på størrelse med en barneskole-skrivebord. Instrumentet kartlegger vannbevegelse og måler elvens dybde. Gardiner prøvde å oppnå det samme i fjor med et apparat designet for elver. "Signalet peteret ut godt før bunnen, " forklarer han, og hånden hans skummet elvenes overflate. "Så vi kjøpte en til hav."

Vi er midtstrøms, og drar fra nordbredden mot sør, på en kurs rett vinkelrett på strømmen. Hvis vi klarer å forhindre at instrumentet svelges av et av de 40 fot brede boblebadene som strømmer på strømmen, vil Shelton og Gardiners arbeid produsere et digitalt tverrsnitt av elvens strømmer og dybde.

Kongos makt - dens dybde, hastighet og turbulens - er av spesiell interesse for ichyolog Melanie Stiassny fra American Museum of Natural History, en av forskerne i vår ekspedisjon. Hun studerer fisk i nedre Kongo og har det siste tiåret oppdaget seks nye arter (hun jobber med å identifisere tre til). Antallet arter som er kjent for å leve i nedre Kongo overstiger nå 300 og elven inneholder en av de høyeste konsentrasjonene av "endemisme", eller arter som ikke finnes andre steder i verden. Stiassny tror elvens makt former evolusjonen i Kongo.

Nye arter utvikler seg når noen geografiske barrierer - en fjellkjede, et hav, en isbre - deler en befolkning. Dyr på den ene siden av barrieren kan ikke lenger avle med dyr på den andre. Hver gruppe tilpasser seg sitt habitat, og over tid endrer genene seg nok til å utgjøre separate arter. Denne ideen stammer fra Darwins Origin of Species, utgitt i november 1859. Stiassny og hennes kolleger var de første som antydet at det kunne være barrierer i ferskvann. Vann er tross alt permeabel for fisk, ikke sant?

I 2002 observerte Stiassny og iktologen Robert Schelly fisk som antydet noe annet. De fant ciklider, en ferskvannsfisk kjent for å utvikle seg raskt i nye miljøer, på den ene siden av Kongo som var genetisk forskjellige fra lignende utseende ciklider på motsatt bredd. Eksepsjonelt sterke strømmer delte befolkningen. Selv om elven bare var en kilometer bred, ble leveområdene isolert akkurat som om en fjellkjede hadde steget seg imellom.

Dr. Melanie Stiassny med Elephant Fish. (Skip Brown) Utsikt oppover mot nedre Kongo-elven. (Skip Brown) Dr. Stiassny med Lamprologus tigripictlilis . (Skip Brown) Hydrolog Dr. Ned Gardiner spiller sin banjo for lokalbefolkningen samlet på Kongo-elven-stranden. (Skip Brown) Lokal holder Hydrocynus vittatus - kusin av Goliat tigerfisken. (Skip Brown) En ung fisker med Auchenoglanis occidentalis, en av de mange store bunnfôrene i Kongo-elven. (Skip Brown) Noen få av de mange steinbitartene som ble fanget til middag. (Skip Brown) Forskere sorterer gjennom prøver samlet inn ved den nedre Kongo-elven. (Skip Brown) En fisker med sitt store dukkert og den tradisjonelle Congo River-kanot. (Skip Brown) Barn som leker i fjæra ved Kinsuka Rapid, det veldig store bølgetoget som er begynnelsen på strykene i Lower Congo River. (Skip Brown)

Vi dokker pirogen på en sandstang. Et publikum av lokalbefolkningen stortrives rundt Stiassny. Hun holder en føflekklignende fisk som er liten, blind og for å være ærlig, ekstremt stygg. Siden vi ankom DRC for to uker siden, har Stiassny håpet å se denne fisken.

"Mondeli byrå, " sier fiskeren som brakte den til henne og pekte på fisken. Stiassny smiler. Navnet oversettes som "hvit mann på et kontor" og spiller på lokalbefolkningenes visjon om en datamaskinbundet vestlending: blind, albino, bedøvet.

Stiassny fant et lignende eksemplar dekket av gassbobler under en samleekspedisjon i 2007. Den hadde lidd av raskt dekompresjonssyndrom, eller svingene. Den tilsynelatende dødsårsaken - og det at den ikke hadde noen øyne - antydet at fisken hadde utviklet seg i et habitat som var for dypt til at lys trengte gjennom.

"Takk, " sier Stiassny. "For et vakkert eksemplar." Hun legger fisken ved siden av dusinvis av andre eksemplarer på en klar tarp. En doktorgradsstudent merker prøvene og lagrer dem i formaldehydfylte 50-gallon trommer for å bli fløyet tilbake til New York for genetisk testing. Eksemplene inkluderer en 12-kilos, forhistorisk utseende steinbit, hvor gjellene fortsatt klaffer. Det er små, ovale formede ciklider som er farget som silt, og en ållignende fisk som Stiassny tror kan være en ny art. Det mest interessante for meg er et halvt dusin fotlange fisk med lange, sylindriske snuter.

"Dette er elefantfisk, " sier Stiassny. "Kjevene deres er på slutten av snuttene, slik at de kan plukke mat fra grusen."

De evolusjonære tilpasningene er tydelige. Hver person ble fanget på et annet sted, og hver snute er spesialisert etter karakteren av elvebunnen der den matet. Lange og tynne snuter lar fisk søke etter mat i dyp og småkornet grus; korte og fete snuter lar dem fôre på alge-kakket berggrunn. "Darwins fisker, " sier Stiassny.

En serie med gjørme-farget flue som er fanget forskjellige steder som ser identisk ut som meg, begeistrer Stiassny. "Det er virkelig der vi ser evolusjonen i aksjon, " sier Stiassny. "Om 50 eller 100 år kan fiskene som ser like ut i dag se annerledes ut. Vi kan se starten på den genetiske avdriften."

Den kvelden plugger Gardiner et datakort i den bærbare datamaskinen. Vingede insekter strømmer til den glødende skjermen, og de surret druknet for det meste av den jevnlige dronen fra elven og en og annen stor strøm av bølgen på stranden. Datamaskinen nynner mens du behandler data. Etter hvert trekker Gardiner opp en graf som profilerer elvenes bed. Det ser ut som en U - så glatt som en fjelldal skåret av en isbre. Strømmen rett under overflaten reiser med 30 miles per time, og kanalen er 640 fot dyp.

"Det er det dypeste punktet som er målt på en elv i verden, " sier Gardiner. "Det er ikke noe spørsmål om det."

Shelton kikker over skulderen til Gardiner, rister på hodet og dechiffrerer blå og røde streker på dataskjermen som representerer vannbevegelse og hastighet.

"Akkurat som vi trodde, " sier han. "Fantastiske ting." Han dytter en møll av skjermen og peker på et sted i elvebunnen der en lang blå linje indikerer strømmen som faller loddrett fra en avsats ned i canyons bunn.

"Det er en undervannsfoss, " sier han og smeller Gardiner på skulderen. Det faller med 40 fot per sekund. Oppstrøms for fossen er en virvel, vannet relativt stille. Dette punktet er sannsynligvis habitat for den blinde cikliden: rolige lommer der rene strømmer har fanget fisken på store dyp. Eksempler på dype elver, som den man finner i dag, overflater bare når elven bølger og skyller individer inn i det tøffe miljøet i hovedstrømmen. Når det gjelder Stiassnys hypotese, tyder funnet på at Kongos strømninger skiller livsmiljø fra side til side og fra topp til bunn - akkurat som en fjellkjede.

"Det viser at vann kan være en evolusjonsbarriere, selv for fisk, " sier Gardiner.

Evolusjon i verdens dypeste elv